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从美加停电事故看电网生产技术管理的重要性

12003-08-14美国、加拿大电网事故的发展过程
　　2003-08-14，美国东部时间16:11开始，美国东北部电网和加拿大联合电网发生了有史以来影响最大的电网停电事故(以下简称"8·14"事故)，事故波及美国东部电网和加拿大电网，美国的密西根州、纽约州、新泽西州、马萨诸塞等八个州和加拿大的安大略、魁北克省都受到了严重的影响。
　　"8·14"停电事故的发展过程为：
　　15:06，处于俄亥俄州Chambeilain至Harding的一条345kV线路不明原因跳闸；
　　15:32，由于负荷过重，Hanna至Juniper又一条345kV的线路下垂并放电跳闸；
　　15:41，Star至S.canton的又一条345kV的线路跳闸；
　　15:46，Tidd至CantonCtrl的一条345kV的线路跳闸；
　　16:06，Sammis至Star的一条345kV的线路跳闸并重合成功；
　　以上线路位于俄亥俄州克利夫兰市四周。
　　16:08，美国东部电网和加拿大电网发生振荡；
　　16:10，Cambell3号机跳闸；
　　16:10，Hampton至Thenford的一条345kV线路跳闸；
　　16:10，Oneida至Majestic的一条345kV线路跳闸；
　　16:11，Avon9号机组跳闸；
　　16:11，Beaver至DavisBesse的一条345kV线路跳闸；
　　16:11，Midway至Lemoyne/Foster的一条138kV线路跳闸；
　　16:11，Perr1号机组跳闸；
　　16:11，美国东北部电网与加拿大解列；
　　16:15，Sammis至Star的一条345kV线路跳闸并重合成功；
　　16:17，Fermi核电站停机；
　　16:17～16:21，密西根州数条线路跳闸。
　　事故共计损失负荷6180万kW。事故中，美、加共有超过100座电厂停机，其中包括22座核电站。纽约市在停电29h后恢复供电。
　　从上述的时间顺序来看，在第一条线路故障开始到系统开始振荡有62
min的发展过程，由于4条线路均集中在俄亥俄州克利夫兰市四周，按美国电网的管理分工，对这4条线路的调度和处理应由美国东北部的电网公司进行。但在此区域内有3个紧密联系的联合电力系统，并在北面与加拿大的魁北克水电系统相连，而北美可靠性管理协会(NERC)在东北电力系统的机构--东北区电力协调委员会(NPCC)和大西洋中区委员会(MAAC)只负责协调跨区供电范围内的问题，当问题由局部问题变为区域问题时，NERC的干预可能已经为时已晚。
2美国、加拿大停电事故暴露的主要问题
　　在"8·14"美、加电网事故之前，美国、加拿大也曾发生过多起重大的电网事故，其中有些事故涉及两国。这些事故暴露出以下问题。
2.1电网缺乏统一有效的管理机制和管理手段，对电力生产、交易过程的特别性缺乏全面熟悉
　　(1)
美国、加拿大从地理上可以分为17个物理电网，但全国没有统一的管理机构。国家虽然设有能源部，但只负责出台能源政策，不负责能源领域的具体事务。美国、加拿大虽在吸取了1965年大停电教训的基础上，于1968年成立了NERC，下属11个管理委员会，154个控制区，并在许多方面进行了努力，但始终缺乏强制的管理作用。
　　(2)
电网缺乏统一的技术、管理标准。NERC主要在并网运行的技术原则上进行规定，但受各利益主体的影响，在执行和落实上存在非常大的差异。
　　(3)
在电厂、电网的投资方面，运行者过分强调经济性，而忽视了电力生产的客观规律。电力商品的特别性，特别是对电力商品的特别规律，即交易过程的系统性、唯一性、安全性没有正确的熟悉，目前应用的市场规则是建立在一般商品市场经济规律基础上的变通和移植。
2.2电网的技术、管理标准没有统一和落实，电网缺乏统一的调度，实时信息得不到对称的交换
　　(1)
从事故的发展来看，美、加多次大停电都存在一些外部的客观因素，有线路雷电的问题、有树木对线路放电的问题，但都不是最关键的，而接下来的发展都与保护的不正确、线路的过载跳闸有密切的关系。
　　(2)
从事故的处理来看，事故一般都发生在一个局部电网的联系线上，此时的调度处理基本上由负责这一区域运行的电网机构进行，而这一区域的调度并不完全了解更大区域内电网潮流的分布，相邻电网调度机构也不清楚其他电网的运行状态，这对事故的处理极为不利，甚至会加剧或扩展事故。

　　(1)
从保护的动作行为来看，据对美国有关电力企业继电保护动作整定原则的了解，由于各企业从保护自身利益出发，对继电保护的灵敏度要求较高，而对继电保护的选择性要求一般，几次事故说明，保护不正确动作是事故扩展的主要原因之一。
　　(2)各电网的管理标准和技术标准有差异。
　　(3)各发电商、电网经营商都从保护自己的利益出发合计二次系统和安全自动系统的整定问题。

　　(1)电压等级复杂，管理交错，存在电磁环网，一旦有问题就象"多米诺"骨牌一样坍塌。
　　(2)结构不合理，网中有网，一旦发生事故非常不利于事故的隔离。
2.5投资者过分追求经济效益，导致电网发展滞后、系统备用容量不够
　　(1)美国进行电力市场化改革后，电力供应商竞争激烈，加之过分强调经济性，电网建设滞后社会经济的要求。
　　(2)由于受市场化的影响，投资者强调经济效益，导致系统备用不够。
3美国、加拿大多次电网事故的启发
　　我国正在进行电力体制改革，电力工业正迈向市场化，正视美国、加拿大的电网事故，分析其电网技术管理上存在的问题，对防止电网事故有积极的借鉴意义。
3.1正确熟悉电力商品的特别性，尊重电力系统生产、输送、消费的客观规律。
　　(1)电力商品的转化过程，完全依赖于电网的安全稳定运行，它的交换过程的不可中断性，是确定电力市场的基础和终点。
　　(2)保证电力从产品到商品转化过程的安全、稳定、可靠，是实现投资者、发电商、电网运营商、最终客户利益的唯一方式。
　　(3)
电网是一个系统，系统中的任一元件，一般不能单独实现产品到商品的转化，不能独立完成系统的功能。参加市场活动的各方都必须承诺和遵守单一元件在系统中的基本功能要求。
3.2牢固树立"安全第一，预防为主"的方针，把防止电网事故放在一切工作的首位。
　　(1)
充分继承发扬我国在电力安全生产管理上的好经验，如在一个集团公司内，通过行政的方式建立、完善责任制体系，安全生产目标体系和内部考核机制，形成企业内部的安全生产保证体系。　(2)在厂、网分开的大背景下，在国家层面上建立保证电网安全、稳定运行、符合我国电网目前运行状况的管理机制和监督机制。
3.3在新形式下持续保持电网统一规划、统一建设、统一管理、统一调度的原则。
　　(1)在过去，"四统一原则"对保证电网安全、稳定运行发挥了积极作用，应研究在新形式下"四统一原则"如何得以体现和发挥。
　　(2)应研究新形势下电网调度如何保证电网安全稳定运行并实现公平、公正、公开的方法。
　　(3)必须强化保证电网安全、稳定可靠运行的三道防线的建设。
3.4在新形势下电网与电厂建立安全生产管理的协调机制，是保证电网不发生事故的重要基础
　　(1)
政府的监督管理责任。制定全国电力系统必须执行的有关电网稳定的技术、管理标准以及事故、可靠性调查统计等强制性标准；协调处理危及电网安全稳定运行的外部政策、环境条件。
　　(2)电厂的安全责任。执行监管部门出台的技术、管理等标准，严格遵守、执行电网调度命令。
　　(3)电网的安全管理责任。执行监管部门出台的技术、管理等标准，依据电网的实际运行状况，合理安排运行方式，调控电网运行。
　　(4)客户的责任。负责维护产权属于自己的电气设备的健康运行，在特别状况下执行电网的计划用电、错峰、让峰等措施。
　　(5)社会的责任。参加电力设施的保护，自觉遵守保证电网安全稳定运行的要求、规定。
3.5强化统一调度，严肃调度纪律，强化电网二次保护及安全自动控制系统的管理是保证电网安全稳定运行的手段
　　(1)
强化统一调度，严格执行调度命令是防止事故发生、扩展的重要手段，美国多次电网事故的处理过程充分暴露了多边协议调度在事故状态下的弊端，也反映出电网调度与电网企业密不可分的关系，这种关系不能只遵循市场经济的一般规律，而更应遵循电力生产的特别规律。
　　(2)二次系统的统一管理是维系电网安全稳定运行的重要技术手段。统一整定、分级管理的方式必须得到延续和强化。
3.6建立完善统一的技术、管理标准，施行统一的技术监督措施是电网技术管理的重要基础。
　　(1)
建立全国统一的技术管理标准体系，明确电网安全的技术标准。多年来我国电力工业的发展都充分证实了统一技术、管理标准对保证电网安全稳定运行的重要支撑作用。
　　(2)用法律手段明确强制措施，不能因实施电力体制改革而减弱在涉及电网安全稳定运行方面的技术监督措施。

　　(1)
电力设施的保护与电网安全的问题。因电力设施的被盗而引发的运行事故占有一定的比例，强化对此类犯罪的打击是保证电网安全稳定运行的外部条件之一，需要引起政府专政机构的高度重视。
　　(2)
电力设施的保护与相关法律的问题。电力工业的安全稳定运行是一个系统工程，但在实际工作中不同部门制定的法律、法规存在严重的冲突和矛盾。线路运行的环境达不到电力设施保护条例所要求的运行条件，关键是法律、法规的冲突和不同部门对电网安全稳定运行熟悉的差异。
　　他人之石，可为吾鉴。美国、加拿大的电网事故可以成为我们电力系统生产技术管理人员借鉴的宝贵经验。